確定性W極化態(tài)的超糾纏多自由度提純.pdf

1、糾纏態(tài)作為一種物理資源，在量子信息的各方面，如量子隱形傳態(tài)、量子密鑰分配、量子計(jì)算等中都起著重要作用。然而，受實(shí)驗(yàn)條件限制和不可避免的環(huán)境噪聲的影響，制備出來的糾纏態(tài)并非都是最大糾纏態(tài)。因此，為達(dá)到更好的量子通信或量子計(jì)算效果，需要通過糾纏提純技術(shù)將混合糾纏態(tài)提純?yōu)樽畲蠹m纏態(tài)。目前對于常用的兩種量子態(tài)Bell態(tài)和GHZ態(tài)的糾纏提純?nèi)藗円呀?jīng)進(jìn)行了廣泛的研究，但是對于糾纏度更高的W態(tài)的糾纏提純技術(shù)的研究仍處于探索階段。
　　為了解決W

2、態(tài)的糾纏提純問題，得到高亮度高質(zhì)量的最大糾纏W態(tài)，本文提出了三種確定性的高效可行的糾纏提純方案。方案中三個(gè)參與方不僅能從多自由度的超糾纏W態(tài)中獲得其最大極化糾纏態(tài)，而且該系統(tǒng)僅需在空間自由度上糾纏而非同時(shí)在極化自由度上也糾纏，具體如下:首先，提出了兩種基于PBS的W極化態(tài)的糾纏提純的方案:方案一是利用當(dāng)前實(shí)驗(yàn)容易實(shí)現(xiàn)的線性光學(xué)技術(shù);方案二是采用交叉克爾非線性技術(shù)，它不需要復(fù)雜的單光子探測器來輔助測量光子的數(shù)量。這兩種方案都可以在多個(gè)自由

3、度下成功獲得高效的糾纏信息量，但是都只考慮在單個(gè)自由度上的提純。隨后本文針對上述方案進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種基于量子中繼器的W-HES態(tài)的糾纏提純方案。通過引入量子中繼器不僅能提高W混合態(tài)的保真度還能提高相干態(tài)的幅度，同時(shí)全面分析并處理了在噪聲信道中該混合系統(tǒng)可能發(fā)生的三種錯(cuò)誤:比特翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤、相位翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤和相干態(tài)光子丟失錯(cuò)誤。最后，對其性能進(jìn)行了分析比較，通過計(jì)算得出其保真度有了很大的提高。
　　論文中提出的確定性W極化態(tài)的超糾纏多